内蒙古乌梁素海湖水及底泥营养元素和重金属污染及其环境效应研究
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摘要
乌梁素海是内蒙古河套灌区的重要组成部分，在当地经济社会发展与生态环境保护中具有十分重要的意义。本文通过对乌梁素海各种介质进行立体采样，对乌梁素海湖水及底泥营养元素和重金属污染及其环境效应进行了研究，在湖泊生态环境评价方法和取样介质采集方面开展了创新性的尝试。
本文通过分析水和底泥重金属元素和营养元素在内蒙古乌梁素海分布特征和迁移富集规律，辅以湖区大气降尘和灌溉水有关元素的分布特征，分析乌梁素海底泥和水的污染状况，确定乌梁素海的各种重金属和营养元素输入通量，分析沉积环境并对重金属元素元素和营养元素沉积历史进行恢复，在此基础上对乌梁素海底泥和水域面积进行预警研究。
本文以可持续发展和系统论为指导思想，在野外调查和对各种介质进行立体采样测试的基础上，综合运用生态学、水文学、水文地质学、遥感地质学、地球化学、环境学、沉积学、水文地球化学和同位素学等多种理论，对乌梁素海湖水及底泥营养元素和重金属污染及其环境效应进行了研究。获得以下主要成果。
1．分析了乌梁素海富营养化的原因。农业化肥污染是乌梁素海富营养化的最大污染源；TN主要来自于农田退水和工业废水，TP主要来自于城市生活污水，COD主要来自于农业化肥污染。
2、采用生态风险指数法对乌梁素海底泥的重金属元素进行了的潜在生态风险评价。底泥总体上的生态风险以Hg、Cd为主，其它元素（As、Cu、Pb、Cr、Zn）为低度-中度生态风险程度。综合评估乌梁素海生态风险程度为轻警。
3、进行了乌梁素海生态健康评价。乌梁素海的健康状况在1994-2000年曾一度得到改善，但进入21世纪后逐步变差，目前乌梁素海的生态系统处于非健康状态。
4、研究了乌梁素海的生态效应。乌梁素海中的鱼类具有较为严重的生物毒性。
5、通过对乌梁素海的沉积物中~(137)Cs和~(210)Pb的测定，确定了乌梁素海的沉积物的沉积年代，初步恢复了营养元素和重金属污染历史。
Wuliangsu lake is the important part of the hetao irrigation district in Inner Mongolia and hasvery important meaning in Economic society development and ecological environmentprotection.Through each medium on the three-dimensional sampling to Wuliangsu lake,the lakewater and the bottom putty nutritive elements and the heavy metal pollution and the environmenteffect are studied.The papet carries out the innovative attempt in the lake ecological environmentassessment method and the sample medium gathering aspect.
The purpose of the present work is to study pollution status of bed sediments and lake waterof the Wuliangsu lake through analyzing their distribution characteristics and law of migration andenrichment of nutrient elements and heavy matal in Wuliangsu lake assisted by related elementsdistribution characteristics of atmospheric dust and irrigating water in lake area.Input flux ofnutrient leements and heavy matal of Wuliangsu lake is determined. Through analyzingsedimentary environment, heavy matal and nutrientl elements sedimentary history recovery, bedsediments and water area early warning is studied.
Taking the sustainable development and system theory as guide, data of field investigation,differen tridimensional tmedia samplings testing are analyzed in this thesis by using principles ofecology, hydrography, hydrogeology, remote-sense geology, geochemistry, environmentology,sedimentology, hydrogeochemist and isotope hydrology. Nutrient elements and heavy matalpollitants and their enviromental effects of the water and bed sediments of the Wuliangsu lake inInner Megolia are studied.
The following results are obtained in the present study.
1According to comprehensive evaluation method,eutrophication of lake water isstudied.,nutritious level is eutrophication-severe eutrophication.The comprehensive score is70-80.
2.The reason of eutrophication of lake water are analyzed. Agricultural fertilizer pollution isthe largest pollution source. TN maily come from farmLand recession flow and industrial wastewater. TN arises from domestic sewage chiefly. COD is from Agricultural fertilizer pollutionmaily.
3.Assessment of potential ecological risk is done for heavy matal of bed sediments of theWuliangsu lake. Ecological risk of bed sediments is Hg and Cd maily.Other elements includingAs,Cu,Pb,Cr,Zn is low to moderate. Ecological and environmental warning of Wuliangsu lake isstudied.Ecological rick degree is light warning.
4.Ecosystem health of Wuliangsu lake were evaluated.Health status of Wuliangsu lake wasimproved once between1994and2000. Health status of Wuliangsu lake gradually deterioratewhen in the present century. Now Wuliangsu lake is in unhealthy status.
5.Ecological effect of Wuliangsu lake is researched.The fish in Wuliangsu lake has relativelyserious biological toxicity. As farmLand fertilizer, bed sediments in Wuliangsu lake has certainrisk.
6.Through the determination of Wuliangsu lake deposit d~(137)Cs and~(210)Pb,its depositionage is determined. the nutritive elements and the heavy metal pollution history a was preliminarilyrestored in the paper.
本文通过分析水和底泥重金属元素和营养元素在内蒙古乌梁素海分布特征和迁移富集规律，辅以湖区大气降尘和灌溉水有关元素的分布特征，分析乌梁素海底泥和水的污染状况，确定乌梁素海的各种重金属和营养元素输入通量，分析沉积环境并对重金属元素元素和营养元素沉积历史进行恢复，在此基础上对乌梁素海底泥和水域面积进行预警研究。
本文以可持续发展和系统论为指导思想，在野外调查和对各种介质进行立体采样测试的基础上，综合运用生态学、水文学、水文地质学、遥感地质学、地球化学、环境学、沉积学、水文地球化学和同位素学等多种理论，对乌梁素海湖水及底泥营养元素和重金属污染及其环境效应进行了研究。获得以下主要成果。
1．分析了乌梁素海富营养化的原因。农业化肥污染是乌梁素海富营养化的最大污染源；TN主要来自于农田退水和工业废水，TP主要来自于城市生活污水，COD主要来自于农业化肥污染。
2、采用生态风险指数法对乌梁素海底泥的重金属元素进行了的潜在生态风险评价。底泥总体上的生态风险以Hg、Cd为主，其它元素（As、Cu、Pb、Cr、Zn）为低度-中度生态风险程度。综合评估乌梁素海生态风险程度为轻警。
3、进行了乌梁素海生态健康评价。乌梁素海的健康状况在1994-2000年曾一度得到改善，但进入21世纪后逐步变差，目前乌梁素海的生态系统处于非健康状态。
4、研究了乌梁素海的生态效应。乌梁素海中的鱼类具有较为严重的生物毒性。
5、通过对乌梁素海的沉积物中~(137)Cs和~(210)Pb的测定，确定了乌梁素海的沉积物的沉积年代，初步恢复了营养元素和重金属污染历史。
Wuliangsu lake is the important part of the hetao irrigation district in Inner Mongolia and hasvery important meaning in Economic society development and ecological environmentprotection.Through each medium on the three-dimensional sampling to Wuliangsu lake,the lakewater and the bottom putty nutritive elements and the heavy metal pollution and the environmenteffect are studied.The papet carries out the innovative attempt in the lake ecological environmentassessment method and the sample medium gathering aspect.
The purpose of the present work is to study pollution status of bed sediments and lake waterof the Wuliangsu lake through analyzing their distribution characteristics and law of migration andenrichment of nutrient elements and heavy matal in Wuliangsu lake assisted by related elementsdistribution characteristics of atmospheric dust and irrigating water in lake area.Input flux ofnutrient leements and heavy matal of Wuliangsu lake is determined. Through analyzingsedimentary environment, heavy matal and nutrientl elements sedimentary history recovery, bedsediments and water area early warning is studied.
Taking the sustainable development and system theory as guide, data of field investigation,differen tridimensional tmedia samplings testing are analyzed in this thesis by using principles ofecology, hydrography, hydrogeology, remote-sense geology, geochemistry, environmentology,sedimentology, hydrogeochemist and isotope hydrology. Nutrient elements and heavy matalpollitants and their enviromental effects of the water and bed sediments of the Wuliangsu lake inInner Megolia are studied.
The following results are obtained in the present study.
1According to comprehensive evaluation method,eutrophication of lake water isstudied.,nutritious level is eutrophication-severe eutrophication.The comprehensive score is70-80.
2.The reason of eutrophication of lake water are analyzed. Agricultural fertilizer pollution isthe largest pollution source. TN maily come from farmLand recession flow and industrial wastewater. TN arises from domestic sewage chiefly. COD is from Agricultural fertilizer pollutionmaily.
3.Assessment of potential ecological risk is done for heavy matal of bed sediments of theWuliangsu lake. Ecological risk of bed sediments is Hg and Cd maily.Other elements includingAs,Cu,Pb,Cr,Zn is low to moderate. Ecological and environmental warning of Wuliangsu lake isstudied.Ecological rick degree is light warning.
4.Ecosystem health of Wuliangsu lake were evaluated.Health status of Wuliangsu lake wasimproved once between1994and2000. Health status of Wuliangsu lake gradually deterioratewhen in the present century. Now Wuliangsu lake is in unhealthy status.
5.Ecological effect of Wuliangsu lake is researched.The fish in Wuliangsu lake has relativelyserious biological toxicity. As farmLand fertilizer, bed sediments in Wuliangsu lake has certainrisk.
6.Through the determination of Wuliangsu lake deposit d~(137)Cs and~(210)Pb,its depositionage is determined. the nutritive elements and the heavy metal pollution history a was preliminarilyrestored in the paper.
引文
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